Des chercheurs utilisent la spectrométrie de masse pour étudier les épitopes immunogènes du SRAS-CoV-2

Le développement et le déploiement rapides de vaccins efficaces pour la population mondiale sont des mesures clés pour aider à arrêter la pandémie actuelle de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). La pandémie actuelle a été causée par un virus respiratoire hautement transmissible, à savoir le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2).

À l’heure actuelle, plusieurs vaccins ont reçu une autorisation d’utilisation d’urgence (EUA) d’organismes de réglementation mondiaux, qui pourraient fournir une protection à l’hôte contre le virus du SRAS-CoV-2 en provoquant des réponses humorales (anticorps) et cellulaires (cellules T).

Algorithmes de prédiction in silico

Diverses études ont utilisé in silico algorithmes de prédiction pour déterminer les épitopes restreints aux classes I et II pour étudier les réponses des lymphocytes T spécifiques au SRAS-CoV-2 et les pools de peptides longs (OLP) qui se chevauchent. Ces peptides ont diverses utilisations. Par exemple, ils aident à suivre les réponses chez les personnes infectées et convalescentes, à développer des vaccins multi-épitopes et à déterminer la gravité de l’infection par le SRAS-CoV-2. À ce jour, les chercheurs ont réussi à identifier environ 1 500 épitopes de classe I prédits pour le virus du SRAS-CoV-2 à l’aide de méthodes de prédiction in silico.

Un épitope immunogène est un peptide qui est présenté par l’auto-MHC. Typiquement, les peptides immunogènes peuvent déclencher une réponse immunitaire. Les chercheurs ont déclaré qu’un épitope immunogène du SRAS-CoV-2 nécessite à la fois des validations empiriques de l’immunogénicité des cellules T et un séquençage direct des peptides présentés par le CMH. Même si bon nombre de ces études ont déterminé la réponse des cellules T de ces épitopes, elles n’ont pas pris en compte leurs propriétés immunogènes. Par conséquent, il existe une lacune dans la recherche, c’est-à-dire qu’aucun rapport n’est disponible concernant la validation empirique des épitopes du SRAS-CoV-2 pour l’immunogénicité.

Une nouvelle étude

Une nouvelle étude a été publiée sur le bioRxiv* serveur de préimpression, qui a utilisé MS pour identifier les épitopes des lymphocytes T de la protéine conservée par le SRAS-CoV-2, c’est-à-dire la protéine glycol membranaire (MGP) et la protéine non structurelle-13 (NSP13). Dans cette étude, les chercheurs ont isolé des peptides des complexes MHC de cellules exprimant le SRAS-CoV-2. Il s’agit du premier rapport sur l’utilisation de la SEP pour déterminer les épitopes des lymphocytes T de la protéine du virus. De plus, la validation empirique de l’immunogénicité par synthèse in vitro de lymphocytes T cytotoxiques (CTL) spécifiques du SRAS-CoV-2 a également été abordée pour la première fois.

Pour cette étude, les auteurs ont utilisé la technologie de leur étude précédente, qui impliquait l’isolement de cellules T rares réactives aux tumeurs du sang périphérique. Les chercheurs de cette étude ont émis l’hypothèse que les épitopes immunogènes du SRAS-CoV-2 peuvent être définis empiriquement en analysant les peptides isolés du CMH. Par la suite, chaque peptide a été analysé pour sa capacité à induire des cellules T contre des cibles exprimant l’antigène du SRAS-CoV-2.

Identification d’épitopes antigéniques par spectrométrie de masse (MS)

La SEP est un outil analytique populaire utilisé pour l’identification d’épitopes antigéniques naturellement exprimés. Il aide à comprendre la complexité de l’expression et du traitement variés des protéines antigéniques dans les cellules infectées. La recherche actuelle a identifié et profilé l’immunopeptidome du SRAS-CoV-2 en étudiant l’immunoaffinité du complexe MHC-peptide antigénique à partir des cellules conçues pour exprimer les gènes du SRAS-CoV-2.

La présente étude a identifié et validé cinq épitopes immunogènes restreints de classe I d’une région hautement conservée de MGP et de la région NSP13 du génome du SRAS-CoV-2. Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé des vecteurs recombinants codant pour des allèles spécifiques et ont conçu l’expression de régions hautement conservées des gènes SARS-CoV-2 MGP et NSP13.

Ainsi, ils ont récupéré le CMH et élué les peptides. L’analyse dépendante des données de chromatographie liquide-spectrométrie de masse en tandem (DDA MS/MS) a été utilisée pour analyser ces peptides, qui ont donné plus de 12 000 spectres. Ceux-ci ont été déconvolués et filtrés, et cinq épitopes peptidiques ont été déterminés. Les auteurs ont validé empiriquement les cellules infectées par le SRAS-CoV-2 et la présence de ces peptides (endogènes) en déclenchant des réponses des lymphocytes T contre ces épitopes candidats.

Une étude récente a également signalé des réponses des lymphocytes T induites par le vaccin contre le SRAS-CoV-2, qui avaient été liées à l’élimination du virus et de ses composants de l’hôte. Les scientifiques ont en outre déterminé les CTL spécifiques à MGP65 et NSP13 qui peuvent identifier et éliminer les cellules cibles avec l’antigène SARS-CoV-2.

Importance de l’étude

Dans le scénario actuel, la communauté scientifique s’inquiète de l’efficacité des vaccins disponibles contre les variantes émergentes du SRAS-CoV-2. En effet, tous ces vaccins ont été conçus sur la base de la protéine S du SRAS-CoV-2, et une mutation significative dans ce domaine pourrait conduire à une évasion immunitaire. À ce jour, aucune des mutations n’a été trouvée dans les épitopes des variantes du SRAS-CoV-2.

Par conséquent, le développement de vaccins ciblant ces épitopes pourrait être extrêmement efficace car il fournira une immunoprotection virale à long terme via la synthèse des cellules T. De plus, la stratégie d’identification de l’épitope est polyvalente, c’est-à-dire que la technologie peut identifier les épitopes présents dans n’importe quelle région du gène SARS-CoV2.

*Avis important

bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.